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Kläranlagen leisten einen Beitrag zum Klimaschutz

Bei der Abwasserreinigung können Städte und Gemeinden viel Energie sparen Die mehr als 10.000 kommunalen Kläranlagen in Städten und Gemeinden brauchen viel Energie: Sie sind für durchschnittlich fast 20 Prozent des Stromverbrauchs aller kommunalen Einrichtungen verantwortlich. Kläranlagen benötigen so fast 4.400 Gigawattstunden Strom pro Jahr, was der Stromerzeugung (Kapazität) eines modernen Kohlekraftwerkes entspricht und stoßen so pro Jahr rund 3 Millionen Tonnen des Klimagases Kohlendioxid (CO2) aus. Dieser Ausstoß lässt sich ohne große zusätzliche Investitionen um ein Drittel senken. Besonders vielversprechend für Kommunen, die das Klima schützen möchten: Eine energiesparendere Belüftung der Belebungsbecken sowie die Energieerzeugung aus den Faulgasen der Klärschlämme in Blockheizkraftwerken. Ein neues Forschungsprojekt des Umweltbundesamtes (UBA) zeigt, mit welchen Maßnahmen Kläranlagen zum Klimaschutz beitragen können – und zwar, ohne Reinigungsleistung und Betriebssicherheit zu beeinträchtigen. Die größten Stromfresser bei der Abwasserbehandlung sind die Belüftungsanlagen des Belebungsbeckens. Dort geschieht - unter Zufuhr von Sauerstoff aus der Luft - der biologische Abbau der Schadstoffe. Der Stromverbrauch der Belüfter könnte durchschnittlich um 30 Prozent sinken, falls die Kommunen erstens Elektromotoren mit der höchsten Effizienzklasse verwendeten, zweitens bessere Regelungstechnik einsetzten und drittens Druck- und Verbrauchsmessgeräte einbauten, die Betriebsstörungen oder Verschleiß der Anlage rechtzeitig anzeigen. Viel Energie schlummert auch im Klärschlamm: Aus ihm können die Kommunen Faulgas gewinnen, aus dem sie in Blockheizkraftwerken Energie erzeugen können. Die Faulgasnutzung lohnt sich vor allem in großen Kläranlagen mit mehr als 10.000 angeschlossenen Einwohnerinnen und Einwohnern. Kläranlagenbetreiber nutzen Faulgase zum Teil schon heute; eine optimale Betriebsführung kann die Energieausbeute jedoch annähernd verdoppeln. Die Klärschlämme kleinerer Anlagen, für die sich die Faulgaserzeugung nicht lohnt, lassen sich am günstigsten verwerten, in dem man diese mit Abwärme aus Kraft- oder Zementwerken oder mit Solarenergie trocknet und anschließend als Ersatzbrennstoff verwendet. Ein energetisch günstiger Ersatzbrennstoff ist auch der ausgefaulte und getrocknete Klärschlamm der großen Anlagen. Das Wasserhaushaltsgesetz fordert den Einsatz energiesparender Technik bei der Abwasserreinigung: Für die Kommunen bieten sich gute Chancen, dem gerecht zu werden. So freuen sich das ⁠ Klima ⁠ und der Kämmerer.

Ausarbeitung von Arbeitshilfen zur methodischen Ereignisanalyse und Ergebnisauswertung zur Fortschreibung des Standes der Technik

Zielsetzung des Vorhabens war die Förderung der Anwendung von systematischen, dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren zur Analyse von Ereignissenund Verbesserung der Kommunikation gewonnener Erkenntnisse durch Behörden. Grundlage ist die Seveso III-Richtlinie (2012/18/EU), in der Anforderungen an die Ereignisanalyse und Erkenntniskommunikation bestimmt werden, insbesondere, dass die Analyse durch eine Behörde zu erfolgen hat.Es wurden 39 Verfahren zur Ereignisanalyse identifiziert. Aus diesen wurden mit dem Forschungsbegleitkreis drei für den Einsatz durch Behörden geeignete Verfahren ausgewählt: Abweichungsanalyse, SOL 3.0 und Storybuilder/BowTie. Für diese Verfahren wurdenManuale erstellt und mit Behördenvertretern diskutiert sowie Verfahren an drei realen Ereignissen erfolgreich erprobt. Die Hilfsmittel wurden als handhabbar eingeschätzt und in den drei Erprobungen konnten jeweils neue Erkennt-nisse über die Ereignisse gewonnen werden, die über die ursprüngliche Auswertung hinausgingen. Während der Erprobung wurde die Bedeutung der Informationssammlung vor der eigentlichen Ana-lyse deutlich und es entstand der Wunsch nach einer Checkliste für die Informationssammlung für Ereignisanalysen. Es zeigte sich, dass der Aufwand für die verfahrensunabhängige Informations-sammlung deutlich höher war, als für die Informationsaufbereitung und eigentliche Ereignisanalyse mit den ausgewählten Verfahren. Zudem wurde deutlich, dass nach der Ereignisanalyse noch eine Phase der aktiven Erkenntniskommunikation folgen muss, damit aus der Analyse eine Prävention von Ereignissen folgen kann. Die erwünschte Checkliste zur Informationssammlung wurde entwi-ckelt. Diese und die Manuale für die Verfahren sowie weitere Hilfsmittel finden sich im Anhang des Berichtes.Abschließend wurden Empfehlungen zur guten Praxis der Ereignisanalyse formuliert. Diese Empfehlungen und die Checkliste zur Informationssammlung wurden dem Ausschuss anlagenbezogener Immissionsschutz und Störfallvorsorge (AISV) der Bund-Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissions-schutz (LAI) vorgelegt, der sie als für die Ereignisanalyse geeignet beurteilte. <BR>Quelle: Forschungsbericht

Diesel R33

Das Projekt "Diesel R33" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Coburg, Technologietransferzentrum Automotive (TAC) durchgeführt. Im Dieselkraftstoffmarkt ist vor allem Biodiesel seit der Jahrtausendwende etabliert. Der Einsatz von Biodiesel ist jedoch durch die Kraftstoffnorm DIN EN 590 auf 7 % begrenzt. Als neuer biogener Kraftstoff wurde hydriertes Pflanzenöl (HVO) im Projekt Diesel regenerativ als Blend mit 2 % bzw. 7 % Biodiesel erfolgreich getestet. Neben emissionsseitigen Vorteilen von HVO besitzt dieser Kraftstoff jedoch den Nachteil, dass er nicht konform zur Dieselkraftstoffnorm (DIN EN 590) ist, da die Dichte von HVO mit 780 kg/m3 bei 15 °C unter dem vorgeschriebenen Minimalwert von 820 kg/m3 liegt. Somit ist der Vertrieb von HVO als Reinkraftstoff nicht möglich. Um diesen Nachteil zu umgehen und trotzdem die Vorteile des biogenen Kraftstoffs nutzen zu können, wurde die Kraftstoffformulierung Diesel R33 definiert. Mit der Formulierung eines 33 %-igen biogenen Kraftstoffes können die DIN EN 590 sowie die 10. BImSchV eingehalten werden. Dabei setzt sich die Kraftstoffformulierung aus 7 % Altspeiseölmethylester und 26 % HVO sowie einem qualitativ hochwertigen Dieselkraftstoff zusammen. Für den herkömmlichen Biodieselanteil von sieben Prozent wird ausschließlich gebrauchtes Rapsöl, das in der Region gesammelt wurde, verwendet. Zur Herstellung des HVO-Anteils wurde neben Rapsöl auch Palmöl verwendet. Dieser neue Kraftstoff Diesel R33 wurde unter Realbedingungen in einem Großflottenversuch getestet. Die Flotte bestand aus rund 280 Fahrzeugen (Nutzfahrzeuge, Pkw, Busse und mobile Arbeitsmaschinen), die unterschiedliche Abgasklassen (Euro 0 bis Euro 6) besaßen. Insgesamt wurden in der Projektlaufzeit 1.899.508 Liter des Kraftstoffs verbraucht. In einem weiteren Schritt werden zwei Fahrzeuge mit einem HVO-Anteil betrieben, der rein aus Algenöl bzw. aus der Hefefermeation hergestellt wurde. Neben dem Aspekt der Kompatibilität war ein weiterer wesentlicher Aspekt im Projekt Diesel R33 und für dessen Einführung die Luftqualitätsverbesserung. Ein zusätzliches wissenschaftliches Ziel war die Verlängerung des Motorölwechselintervalls.

Teilvorhaben: PEN.Flex, B.A.U.M. Consult GmbH

Das Projekt "Teilvorhaben: PEN.Flex, B.A.U.M. Consult GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B.A.U.M. Consult GmbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die Identifizierung, Bewertung und Nutzung von flexiblen Kapazitäten in der Erzeugung und dem Verbrauch, sowie der Infrastruktur des Energiesystems. Hierbei legt BAUM einen besonderen Fokus auf die Stromnutzung in kleinen Betrieben. Es soll ein Modell entwickelt werden, welches neben den Flexibilitäten und deren Anwendung in Notsituationen auch betriebswirtschaftliche, regionalwirtschaftliche und volkswirtschaftliche Optimierungen enthält. Innerhalb der Anforderungsanalyse und Szenariendefinition (AP1) wird die Entwicklung eines Modells für resiliente holare Systeme (T1.1), Anforderungsanalyse für Funktionen im System (T1.2) und die Szenarienbeschreibung für den Umbau des Verteilnetzes (T1.3) betrachtet. Gefolgt von der Entwicklung von Simulationstools bringt BAUM bringt identifizierte Flexibilitäten ein (AP2). In AP3 soll ein Konzept für das Submetering in kleinen Betrieben entwickelt werden, in AP4 wird die Wiederherstellung des Normalbetriebs mit Hilfe von Flexibilitäten adressiert sowie die Nutzung der Sensorik zur Erkennung von Ausnahmesituationen. Proof-Of-Concept und Validierung (AP5) bezüglich des geplanten Feldversuchs. AP 6 Öffentlichkeitsarbeit.

Technische Optimierung des bestehenden Entnahmebauwerkes an der Lohr durch die Fa. Bosch Rexroth AG, Lohr a.Main

Mit Bescheid des Landratsamtes Main-Spessart vom 14.08.2015 wurde der Firma Bosch Rexroth AG eine Plangenehmigung (Az. 41-641-42/14-W) zur Errichtung des Entnahme- und Einleitbauwerkes Lo121 mit wesentlicher Umgestaltung des Uferbereiches der Lohr auf den Grundstücken Fl.-Nrn. 4140/9 und 4559/2 der Gemarkung Lohr a. Main erteilt. Nach Inbetriebnahme der Anlage traten jedoch dauerhafte Betriebsstörungen im Bereich des Fischschonrechens auf. Daher beantragte die Firma Bosch Rexroth AG mit Schreiben vom 06.02.2023 die Erteilung von wasserrechtlichen Gestattungen für die Technische Optimierung des bestehenden Entnahmebauwerkes Lo121 am rechten Ufer der Lohr bei Gewässer-km 0,53, Herstellung einer Lenkbuhne sowie Betrieb einer Bauwasserhaltung auf den Grundstücken Fl.-Nrn. 4140/9 und 4559/2 der Gemarkung Lohr a. Main.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. durchgeführt. DiWA initiiert und unterstützt durch digitale Interaktion in Kläranlagen die Schulung und Weiterbildung von Mitarbeitern. Dies erfolgt durch den Einsatz von Augmented Reality (AR)-basierten Remote Trainings sowie der Nutzung digitaler Zwillinge. Damit ist es insbesondere möglich, Störungen an maschinen- und elektrotechnischen Einrichtungen festzustellen und zu beseitigen, Pumpanlagen zu warten sowie den Betrieb und Unterhalt von Abwasserbehandlungsanlagen sicherzustellen. In DiWA sollen besonders lernhaltige Trainings (live und als Video) von problembehafteten Prozessen durchgeführt bzw. erstellt werden. Dabei sollen neben der fachbezogenen, (medien-)didaktischen Kompetenzvermittlung auch motivatorische Aspekte eine Rolle spielen, um Mitarbeiter für AR bzw. digitale Medien aufzuschließen und somit einen individuellen und organisatorischen Lernprozess in Gang zu setzen. Damit wird die Transformation hin zu einer Wasser- und Abwasserwirtschaft 4.0 mit initiiert. Im Kurzprojekt DiWA kommt das sog. Remote Training bzw. expertenbasiertes Training, mit einer Smart Glass, wie der Microsoft HoloLens 2 und einer speziellen App (z.B. Microsoft Remote Assist), zur Anwendung. Es sind dabei keine Programmierkenntnisse nötig. Durch die Bereitstellung audiovisueller Anweisungen (gesprochenes Wort und einfache Hologramme) in Echtzeit ist es z.B. dem Ausbilder bzw. Experten möglich, dem Mitarbeiter, der die HoloLens trägt bei der Wartung der Anlage zu unterstützen. Hierbei muss der Experte nicht vor Ort sein, sondern wird über sein Laptop oder Smartphone hinzugeschaltet. Für die Dokumentation der AR unterstützten Aktivität ist es möglich das Ganze aufzuzeichnen sowie als Lernvideo zu verwenden. Mit der Zeit entsteht so ein Lernvideoportfolio, auf das bei Bedarf von den Mitarbeitern digital zugegriffen werden kann. Damit kann neues Personal leichter eingearbeitet werden und anlagenspezifisches Wissen (formell und informell) besser vermittelt werden.

B 4.1: Land vulnerability and land suitability analysis in Northern Vietnam

Das Projekt "B 4.1: Land vulnerability and land suitability analysis in Northern Vietnam" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. As populations are steadily increasing in VN, farming land becomes scarce and new areas are opened up for cultivation, mainly in mountainous regions. On the fragile steep slopes deforestation and soil erosion are the well-known consequences. Land use in Yen Chau District, the study area in Son La, has significantly changed in the last decades. Until now, mainly soil degradation is reported on upland fields, but also soil erosion is increasing, both decreasing crop yields. In this project a database for topography, land use and soil properties within two subcatchments in Yen Chau will be created. The main goal of the project will be to carry out land suitability analysis and land vulnerability analysis, based on the data stored in the database, to provide tools for future sustainable land use planning. For this, a broad approach is intended by assessing land suitability for various crops, fruit trees and livestock production as well as to work out land vulnerability of the research area based on soil characteristics and topographic situation. The land suitability and vulnerability analysis will be carried out with the adopted SOTER (Soil and Terrain) approach. Normally used for a 1:500000 scale the SOTER technology will be developed for a 1:50.000 scale for two subcatchments. This is especially necessary because the closely cooperating projects C4.1 (Land use modelling), B5.1 (Water quality analysis) and G1.2 (Sustainability strategies) will rely on the spatial data of this scale. A totally new objective will be attempted by breaking down the SOTER technology to a scale of 1:5.000 for a village area in one of the selected subcatchments to regard the typical small-scale land use mosaic of a village area. Only with this scale the typical small scale land use mosaic of a village area can relatively precisely be mapped taking settlement areas, fish ponds, homegardens, fields, pastures, forests and scrubland as well as streams and creeks into account. With this approach it will be the first time possible to evaluate agricultural production on a village level using the SOTER technology. The SOTER database will be used with algorithms and soil transfer functions in order to derive soil suitability and soil vulnerability of certain areas. For the suitability analysis of different crops mainly the static approach for water regime, nutrient regime and potential root zone will be generated. As an important tool for decision making the erosion hazards due to water and especially gravity has to be visualized. As participatory soil mapping provides valuable additional information for land use evaluation and potential planning, this approach will be integrated on both the subcatchment and the village level in joint cooperation with A1.3 (Participatory Research). Finally, land use scenarios regarding different factors, e.g. change of cropping patterns, introduction of fruit trees, intensification of fish production or changes in market access, will be modelled.

Part 2

Das Projekt "Part 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ALSTOM Boiler Deutschland GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es. mittels einer Testschleife das Betriebs- und Versagensverhalten von Werkstoffen, Bauteilen und Armaturen bei hohen Temperaturen unter Einwirkung von mechanischen Lasten und korrosiven Medien zu erforschen und für den technischen Einsatz unter diesen Bedingungen zu qualifizieren. Damit können Wirkungsgradsteigerungen und die Erhöhung der Ressourceneffizienz bei Dampfkraftwerken erreicht werden. Aufgrund der komplexen Beanspruchung aus Druck, hoher Temperatur und aggressivem Medium ergeben sich extreme Anforderungen an die eingesetzten Werkstoffe. Im Rahmen des Projekts werden wissenschaftliche Erkenntnisse über Korrosions- und Oxidationsverhalten, langzeitige Druck- und Temperaturbelastungen, Mikrostrukturänderungen und Schädigungsmechanismen gewonnen, um zukünftig einen störungsfreien Betrieb und gleichzeitig einen so gering wie möglichen Aufwand bei Stillständen und Inspektionen in hocheffizienten Kraftwerken sicherzustellen. Zudem werden die Erkenntnisse in Form von Daten und Gesetzmäßigkeiten hinsichtlich metallkundlicher und werkstofftechnischer Beschreibungen von Schädigungsmechanismen ausgearbeitet und Beurteilungskriterien zusammengestellt. Das Arbeitsprogramm ist als Fortsetzung und Vertiefung des gleichnamigen Vorgängerprojekts mit folgenden Schwerpunkten anzusehen: - Wichtige Erkenntnisse zum (Schädigungs-) Verhalten von neuen Werkstoffen und deren Schweißverbindungen für hocheffiziente Kraftwerke unter tatsächlichen Kraftwerksbedingungen - Wichtige Erkenntnisse zum (Schädigungs-) Verhalten von neuen Werkstoffen unter nicht bestimmungsgemäßen Beanspruchungen (Störfall) - Erkenntnisse über das Oxidations- und Korrosionsverhalten der eingesetzten Werkstoffe - Erstellung von Auslegungskonzepten und Entwicklung von optimierten Berechnungsverfahren - Adäquate Beurteilung der Lebensdauer und der Werkstoffe für einen sicheren und ökonomischen Betrieb - Neue Erkenntnisse über mögliche Wärmebehandlungen von Ni-Basislegierungen unter realen Bedingungen - Überprüfung des konzipierten Überwachungskonzeptes - Betriebsverhalten und Zuverlässigkeit der eingesetzten Regelungs- und Absperrarmaturen

Teilprojekt Walcher: Design des Reglers (Hard- und Software)

Das Projekt "Teilprojekt Walcher: Design des Reglers (Hard- und Software)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Walcher GmbH & Co. KG durchgeführt. Der vermehrte Zubau regenerativer Stromerzeugungsanlagen führt insbesondere in ländlichen Gegenden häufig zur Erreichung der Grenzen der Netzbelastbarkeit. Dies erfordert in den zukünftigen Stromnetzen eine veränderte Netzbetriebsführung. Ziel des Projektes ist es, modulare, skalierbare und dezentral einsetzbare Maßnahmen zu entwickeln, um die Verteilnetze zukunftsfähig zu gestalten. Dabei soll die Lösung folgende Ideen adressieren: Lokalselektive Spannungsregelung, Ermöglichung des grundsätzlich vorteilhaften, vermaschten NS-Betriebes sowie Regelung der Leistungsaufteilung auf die vorhandenen Stränge. Arbeitsziel ist es, einen Flexiblen Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler (FLOW-R) zu entwickeln, welcher im Niederspannungsnetz erstmalig Spannungs- und Leistungsflussregelung ermöglicht. Neben der Entwicklung der leistungselektronischen Regeleinheit, ist die Regelungssystematik elementarer Bestandteil des Projektvorhabens. Ziel ist es die FLOW-Rs so zu designen, dass sie sich in einem lokal-autarken Regelverbund selbständig koordinieren. Konkret soll die Regelsystematik ohne Eingriffe einer Netzleitwarte funktionieren. Dies führt zu einer Erhöhung der Ausfallsicherheit bzw. Fehleranfälligkeit, sodass das FLOW-R System die Netze auch im Störfall stabilisieren kann.

Untersuchung des wirtschaftlichen Schadens durch einen Betriebsstillstand des Kernkraftwerks Biblis, Block A

Das Projekt "Untersuchung des wirtschaftlichen Schadens durch einen Betriebsstillstand des Kernkraftwerks Biblis, Block A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt.

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